ASTM A790 UNS S32750, comumente conhecido como Super Duplex 2507, é um aço inoxidável-ferrítico-austenítico de alto desempenho projetado para os ambientes industriais mais exigentes. Esta classe super duplex combina excepcional resistência à corrosão com resistência mecânica muito alta, tornando-a um material preferido para aplicações de petróleo e gás, processamento químico, marinha e dessalinização. A microestrutura única-de fase dupla da liga - proporções aproximadamente iguais de austenita e ferrita - fornece propriedades que nenhuma fase poderia alcançar sozinha.
Este artigo fornece uma visão geral técnica abrangente do tubo ASTM A790 UNS S32750, cobrindo sua composição química, propriedades mecânicas, resistência à corrosão, padrões de fabricação, requisitos de teste e aplicações típicas.
O que é ASTM A790?
ASTM A790 é a especificação padrão da Sociedade Americana de Testes e Materiais para tubos de aço inoxidável ferrítico/austenítico (duplex) sem costura e soldados. Ele define os requisitos de composição e propriedades mecânicas para tubos soldados com costura-sem costura e reta, e também abrange tratamento térmico, processo de fabricação, amostragem e testes, e marcação de produtos. O padrão abrange tanto os tipos duplex padrão (como S31803 e S32205) quanto os tipos super duplex (como S32750 eS32760), tornando-o a principal especificação de tubo para aço inoxidável duplex nas indústrias de petróleo e gás, química e marítima.
Todos os tubos ASTM A790 devem ser recozidos-com solução e temperados para atingir o equilíbrio alvo de austenita-ferrita, normalmente 40-60% de ferrita. Para S32750, é necessário recozimento em solução a um mínimo de 1025 graus, seguido de têmpera em água ou resfriamento rápido por outros meios.
Composição Química de UNS S32750
| Elemento | Faixa de composição (%) |
|---|---|
| Carbono (C), máx. | 0.030 |
| Manganês (Mn), máx. | 1.20 |
| Fósforo (P), máx. | 0.035 |
| Enxofre (S), máx. | 0.020 |
| Silício (Si), máx. | 0.80 |
| Cromo (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Níquel (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Molibdênio (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Nitrogênio (N) | 0.24 – 0.32 |
| Cobre (Cu), máx. | 0.50 |
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Exigência |
|---|---|
| Resistência à tração, mín. | 116 ksi (800 MPa) |
| Limite de rendimento (compensação de 0,2%), mín. | 80 ksi (550 MPa) |
| Alongamento, mín. | 15% |
| Dureza, máx. (HBW) | 300 |
| Dureza, máx. (HRC) | 32 |
Resistência à corrosão
A resistência à corrosão do UNS S32750 é sua característica mais marcante. Com um PREN de aproximadamente 42, esta classe super duplex oferece desempenho excepcional em ambientes agressivos:
Corrosão por picadas e fendas:Em testes padronizados de cloreto férrico de acordo com ASTM G48, o 2205 normalmente resiste à corrosão de até 35 graus, enquanto o 2507 resiste à corrosão de até 65 graus. Esta margem de 30 graus determina quais ambientes cada classe pode lidar com segurança.
Fissuração por corrosão sob tensão (SCC):O S32750 apresenta excelente resistência à corrosão sob tensão-induzida por cloreto, uma propriedade crítica para operações offshore, gás natural ácido e aplicações de dessalinização de água do mar.
Corrosão Geral:A liga é altamente resistente à corrosão por ácidos orgânicos. Em 10% de ácido fórmico e 50% de ácido acético, a taxa de corrosão é inferior a 0,05 mm/ano, enquanto ASTM 316L apresenta uma taxa de corrosão superior a 0,2 mm/ano nas mesmas condições.
Temperatura crítica de corrosão:O CPT de S32750 em 6% FeCl₃ é de aproximadamente 65 graus, em comparação com ~35 graus para 2205 duplex.
Tratamento Térmico e Microestrutura
O tratamento térmico adequado é essencial para alcançar o equilíbrio ideal das fases de austenita e ferrita no UNS S32750. Os tubos serão tratados termicamente a 1025-1125 graus (1880-2060 graus F) e temperados por resfriamento rápido em água ou por outros meios.
A pesquisa mostrou que quando a temperatura de tratamento da solução é de 1.050 graus, a proporção se aproxima de 1:1, produzindo excelentes propriedades gerais. Em temperaturas abaixo de 1000 graus, a fase σ (fase sigma) existe nos limites dos grãos e nos grãos de ferrita, o que degrada severamente a tenacidade e a resistência à corrosão. Em temperaturas acima de 1.050 graus, o Cr₂N precipita na ferrita e gradualmente cresce e engrossa, reduzindo também o desempenho.
A composição química equilibrada de 2507 resulta em uma microestrutura contendo quantidades aproximadamente iguais de ferrita e austenita após recozimento em cerca de 1050-1125 graus. Um teor de ferrita superior a 70% diminui a tenacidade e a resistência ao pite, enquanto um teor abaixo de 25% diminui a resistência ao SCC.
Requisitos de fabricação e testes
| Teste | Exigência |
|---|---|
| Teste de tração | Um por lote (transversal ou longitudinal) |
| Teste de achatamento | Necessário para tubo soldado |
| Teste de dureza | Obrigatório |
| Teste Hidrostático | À pressão de acordo com a fórmula da norma (pode ser substituída por NDE) |
| END | Corrente parasita ou teste ultrassônico (UT) para costura soldada |
| Teste de corrosão | ASTM A923 (Método A, B ou C) |
Aplicações de ASTM A790 UNS S32750
A alta resistência e resistência à corrosão do UNS S32750 o tornam adequado para uma ampla variedade de ambientes agressivos, incluindo serviços com cloreto e sulfeto:
Petróleo e Gás:Tubulação offshore e submarina, risers em águas profundas, aplicações de serviços ácidos, exploração de petróleo e gás e plataformas offshore
Ambientes Marinhos:Dessalinização de água do mar, engenharia naval, construção naval
Processamento Químico:Planta de processo químico, processamento químico, transporte e armazenamento, equipamentos de controle de poluição
Celulose e Papel:Fabricação de celulose e papel
Outras indústrias:Trocadores de calor, equipamentos de tratamento de água, processamento de alimentos, indústria farmacêutica
A liga é especialmente crucial para resistir à corrosão por pite, à corrosão em fendas e à corrosão sob tensão causada por cloretos em operações offshore, gás natural ácido e aplicações de dessalinização de água do mar.
Comparação: 2205 vs 2507
| Propriedade | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Classificação | Duplex padrão | Superduplex |
| Cromo | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| Níquel | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Molibdênio | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Azoto | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (típico) | 34-36 | 42-43 |
| Força de rendimento, mín. | 450MPa | 550 MPa |
| Resistência à tração, mín. | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT em 6% FeCl₃ | ~35 graus | ~65 graus |
| Custo relativo | Linha de base | Prêmio de 30-50% |
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre ASTM A790 e ASTM A789?
A ASTM A790 cobre tubos de aço inoxidável ferrítico/austenítico (duplex) sem costura e soldados para serviços corrosivos em geral, enquanto a ASTM A789 cobre tubos de trocador de calor de aço inoxidável ferrítico/austenítico soldados e sem costura. Ambas as especificações incluem UNS S32750.
Qual é a temperatura máxima de serviço para UNS S32750?
A temperatura máxima de serviço é geralmente recomendada como 315 graus (600 graus F). No entanto, o padrão VdTÜV recomenda uma temperatura máxima de serviço de 250 graus para 2507.
O UNS S32750 pode ser soldado?
Sim, o UNS S32750 possui boa soldabilidade. No entanto, a soldagem requer entrada de calor controlada (normalmente 0,5-2,5 kJ/mm) e gás de proteção enriquecido com nitrogênio-(N₂ + Ar) para manter o equilíbrio adequado entre austenita e ferrita. O grau 2507, com seu maior teor de liga, é mais sensível à precipitação intermetálica se a entrada de calor for excessiva ou se as temperaturas entre passes excederem 150 graus. A qualificação do procedimento de soldagem para 2507 requer controles mais rigorosos e testes mais extensos.
Quais são as notas equivalentes para UNS S32750?
UNS: S32750
Número EN: 1.4410
Nome PT: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Nome Comum: Super Duplex 2507
Grau de forjamento: ASTM A182 F53
Conclusão
O tubo de aço inoxidável Super Duplex ASTM A790 UNS S32750 representa o nível mais alto da tecnologia de aço inoxidável duplex. Sua combinação exclusiva de alto teor de cromo, molibdênio e nitrogênio fornece um PREN de aproximadamente 42, proporcionando resistência excepcional a corrosão por pite, corrosão em frestas e fissuração por corrosão sob tensão em ambientes contendo-cloreto. Com um limite de escoamento mínimo de 550 MPa e uma resistência à tração de 800 MPa, o S32750 oferece economias significativas de peso através de seções de parede mais finas com a mesma pressão de projeto. Para aplicações exigentes em petróleo e gás, processamento químico, dessalinização e engenharia naval, o ASTM A790 UNS S32750 é o material preferido para engenheiros que exigem desempenho intransigente nos ambientes mais agressivos.
